如何安全地更新具有多个读者和一个作者的文件？

Question

我有一组文件。 该组文件在 NTFS 共享上是只读的，因此可以有多个读者。 每个文件都会由一位具有写访问权限的写入者偶尔更新。

如何确保：

1. 如果写入失败，前一个文件仍然可读
2. 读者无法支持单个写入器

我正在使用 Java，我当前的解决方案是让写入器写入临时文件，然后将其与使用 File.renameTo() 的现有文件。 问题出在 NTFS 上，如果目标文件已存在，renameTo 会失败，因此您必须自己删除它。 但是如果编写者删除了目标文件然后失败（计算机崩溃），我就没有可读的文件。

nio 的 FileLock 只能在同一个 JVM 上工作，所以对我来说没用。

如何使用 Java 安全地更新有很多读者的文件？

Answer 1

根据 JavaDoc：

此文件锁定 API 旨在
直接映射到本机锁定
底层运营设施
系统。 因此，文件上持有的锁
应该对所有程序可见
有权访问该文件，无论
这些程序所使用的语言
已写。

Answer 2

我不知道这是否适用，但如果您在纯 Vista/Windows Server 2008 解决方案中运行，我将使用 TxF（事务性 NTFS），然后确保打开文件句柄并通过调用执行文件操作通过 JNI 适当的文件 API。

如果这不是一个选项，那么我认为您需要拥有某种所有客户端都可以访问的服务，该服务负责协调文件的读/写。

Answer 3

在 Unix 系统上，我会删除该文件，然后打开它进行写入。 任何打开它进行阅读的人仍然会看到旧的，一旦他们都关闭它，它就会从文件系统中消失。 我不知道 NTFS 是否有类似的语义，尽管我听说它完全基于 BSD 的文件系统，所以也许有。

Answer 4

无论什么操作系统等，应该始终有效的事情是更改您的客户端软件。

如果这是一个选项，那么您可以有一个文件“settings1.ini”，如果您想更改它，您可以创建一个文件“settings2.ini.wait”，然后将您的内容写入其中，然后将其重命名为“settings2” .ini”，然后删除“settings1.ini”。

如果您更改的客户端软件最后读取了settings1.ini，则它会始终检查settings2.ini，反之亦然。

这样您就始终拥有一份工作副本。

Answer 5

可能不需要锁定。 我对 Windows 上的 FS API 不太熟悉，但是由于 NTFS 支持硬链接和软链接，AFAIK，如果您的设置允许，您可以尝试以下操作：

使用硬链接或软链接指向实际文件和名称文件不同。 让每个人都可以使用链接名称访问该文件。

在同一文件夹中以不同的名称写入新文件。

完成后，让文件指向新文件。 最理想的情况是，Windows 允许您通过一次原子操作替换现有链接来创建新链接。 然后，您将有效地让链接始终识别有效文件，无论是旧文件还是新文件。 最坏的情况是，您必须先删除旧文件，然后创建指向新文件的链接。 在这种情况下，程序将在很短的时间内无法找到该文件。 （另外，Mac OS X 提供了“ExchangeObjects”功能，允许您自动交换两个项目 - 也许 Windows 也提供类似的功能）。

这样，任何已打开旧文件的程序都将继续访问旧文件，并且您不会妨碍它创建新文件。 只有当应用程序注意到新版本的存在时，它才可以关闭当前版本并再次打开它，这样就可以访问新版本。

但是，我不知道如何在 Java 中创建链接。 也许您必须为此使用一些本机 API。

无论如何，我希望这会有所帮助。

Answer 6

我最近一直在处理类似的事情。 如果您运行的是 Java 5，也许您可​​以考虑将 NIO 文件锁与 ReentrantReadWriteLock 结合使用？ 确保引用 FileChannel 对象的所有代码也引用 ReentrantReadWriteLock。 这样，NIO 将其锁定在每个虚拟机级别，而可重入锁将其锁定在每个线程级别。

FileLock fileLock = filechannel.lock(position, size, shared);
reentrantReadWriteLock.lock();

// do stuff

fileLock.release();
reentrantReadWriteLock.unlock();

当然，需要一些异常处理。